原核生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能

關(guān)于原核生物的形態(tài)結(jié)構(gòu)和功能教學(xué)目的與要求：

1、掌握原核微生物細(xì)菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)，化學(xué)組成;2、了解細(xì)菌的生物學(xué)功能以及繁殖過程，特點和菌落特征；3、了解放線菌的形態(tài)和構(gòu)造。第2頁,共78頁，2024年2月25日，星期天一、細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造和功能第一節(jié)細(xì)菌1、細(xì)胞的形狀和染色（1）形狀：細(xì)菌的基本形狀第3頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)細(xì)菌1、細(xì)胞的形狀、結(jié)構(gòu)和染色反應(yīng)（1）形狀——球菌單球菌雙球菌鏈球菌球菌分裂后的子細(xì)胞的連接方式一、細(xì)胞的形態(tài)、構(gòu)造和功能Eg.尿素微球菌Eg.肺炎雙球菌Eg.溶血鏈球菌淋病奈瑟氏球菌

肺炎鏈球菌第4頁,共78頁，2024年2月25日，星期天八疊球菌四聯(lián)球菌葡萄球菌（1）形狀——球菌球菌分裂后的子細(xì)胞的連接方式第5頁,共78頁，2024年2月25日，星期天梭狀芽孢桿菌短桿菌長桿菌（1）形狀——桿菌桿菌的基本形狀第6頁,共78頁，2024年2月25日，星期天枯草芽孢桿菌

銅綠假單胞菌（綠膿桿菌）

結(jié)核分枝桿菌

炭疽桿菌

破傷風(fēng)桿菌第7頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（1）形狀——螺旋菌

螺旋不滿一圈稱為弧菌(vibrio)，滿2~6環(huán)稱為螺旋菌(spirllum)，旋轉(zhuǎn)周數(shù)在6環(huán)以上的稱為螺旋體(spirochaeta)。螺旋菌弧菌螺旋體第8頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（1）形狀——細(xì)菌的特殊形態(tài)柄細(xì)菌腎形菌臂微菌網(wǎng)格硫細(xì)菌貝日阿托氏菌(絲狀)具子實體的粘細(xì)菌第9頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（1）形狀——細(xì)菌的異常形態(tài)結(jié)核桿菌的異常形態(tài)結(jié)核桿菌的正常形態(tài)第10頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（2）大小(1)測量：測微尺(2)長度單位：

微米(μm)(3)表示：

球菌:直徑0.5-1.0μm

桿菌:寬(0.5-1.0μm)×長螺菌:寬、長、螺距第11頁,共78頁，2024年2月25日，星期天費氏刺骨魚菌(0.08mmx0.6mm)比大腸桿菌大100萬倍（1985年發(fā)）第12頁,共78頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞結(jié)構(gòu)的光學(xué)鑒定方法：鑒別染色法革蘭氏染色法芽孢染色法莢膜染色法鞭毛染色法（3）染色反應(yīng)第13頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（3）染色反應(yīng)簡單染色法第14頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（3）染色反應(yīng)

背景著色，菌體不著色，多用于莢膜的觀察。背景染色法第15頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（3）染色反應(yīng)第16頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（二）、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造細(xì)胞壁細(xì)胞質(zhì)細(xì)胞膜原生質(zhì)體基本結(jié)構(gòu)特殊結(jié)構(gòu)鞭毛芽孢糖被菌毛細(xì)胞結(jié)構(gòu)細(xì)胞質(zhì)纖毛鞭毛核糖體細(xì)胞膜細(xì)胞壁莢膜細(xì)菌模式圖第17頁,共78頁，2024年2月25日，星期天1、細(xì)菌細(xì)胞的一般構(gòu)造（二）、細(xì)菌細(xì)胞的構(gòu)造1、細(xì)胞壁:位于細(xì)胞最外層的一層厚實、堅韌的外被，主要成分為肽聚糖。壁厚度20-80nm(G+菌)10nm(G-菌)細(xì)胞質(zhì)胞圍細(xì)胞膜肽聚糖外膜第18頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

細(xì)胞壁的功能：

（1）固定細(xì)胞外形和提高機械強度（2）為細(xì)胞的生長、分裂和鞭毛運動所必需

（3）阻攔大分子有害物質(zhì)（分子量大于800）進(jìn)入細(xì)胞。（4）細(xì)菌特定的抗原性、致病性以及對抗生素和噬菌體的敏感性的物質(zhì)基礎(chǔ)。

第19頁,共78頁，2024年2月25日，星期天細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)成分第20頁,共78頁，2024年2月25日，星期天a.肽聚糖

又稱粘肽(mucopeptide)、胞壁質(zhì)(murein)或粘質(zhì)復(fù)合物(mucocomplex)，是真細(xì)菌細(xì)胞壁中的特有成分。1）革蘭氏陽性細(xì)菌的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和成分：第21頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第22頁,共78頁，2024年2月25日，星期天b.磷壁酸革蘭氏陽性細(xì)菌細(xì)胞壁上特有的化學(xué)成分，是結(jié)合在G+細(xì)胞壁上的一種酸性多糖,主要成分為甘油磷酸或核糖醇磷酸。第23頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2）革蘭氏陰性細(xì)菌的細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和成分：肽聚糖外膜第24頁,共78頁，2024年2月25日，星期天a.肽聚糖第25頁,共78頁，2024年2月25日，星期天b.外膜(outermembrane)第26頁,共78頁，2024年2月25日，星期天c.周質(zhì)空間（periplasmicspace,periplasm）

第27頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第28頁,共78頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏染色原理第29頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共78頁，2024年2月25日，星期天革蘭氏染色的機制（1884，丹麥，GRAM）C.Gram

丹麥醫(yī)生步驟：涂片固定；結(jié)晶紫初染1min；碘液媒染1min；

95%乙醇脫色0.5min；番紅復(fù)染2min。結(jié)果:

陽性菌——紫色；陰性菌——紅色。第31頁,共78頁，2024年2月25日，星期天(2)細(xì)胞膜：又稱細(xì)胞質(zhì)膜或質(zhì)膜，位于細(xì)菌細(xì)胞壁內(nèi)側(cè)，緊包著細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞膜第32頁,共78頁，2024年2月25日，星期天a、細(xì)胞膜的組成及結(jié)構(gòu)組成：是由磷脂分子和蛋白質(zhì)組成。結(jié)構(gòu)：液態(tài)鑲嵌模型第33頁,共78頁，2024年2月25日，星期天

b、觀察方法

a.質(zhì)壁分離后結(jié)合鑒別性染色在光學(xué)顯微鏡下觀察。

b.原生質(zhì)體破裂；

c.超薄切片電鏡觀察；

電鏡觀察到的細(xì)胞質(zhì)膜，是在上下兩暗色層之間夾著一淺色中間層的雙層膜結(jié)構(gòu)，這與細(xì)胞膜的化學(xué)組成有關(guān)。第34頁,共78頁，2024年2月25日，星期天c、細(xì)胞膜的生理功能

①選擇性地控制細(xì)胞內(nèi)、外的營養(yǎng)物質(zhì)和代謝產(chǎn)物的運送；

②是維持細(xì)胞內(nèi)正常滲透壓的結(jié)構(gòu)屏障；

③合成細(xì)胞壁和糖被的各種組分（肽聚糖、磷壁酸、LPS、莢膜多糖等）的重要基地；④膜上含有氧化磷酸化或光合磷酸化等能量代謝的酶系，是細(xì)胞的產(chǎn)能場所；

⑤是鞭毛基體的著生部位和鞭毛旋轉(zhuǎn)的供能部位；第35頁,共78頁，2024年2月25日，星期天(3)細(xì)胞質(zhì)指被細(xì)胞膜包圍的除核區(qū)以外的一切半透明膠體狀、顆粒狀物質(zhì)總稱。細(xì)胞質(zhì)纖毛鞭毛核糖體細(xì)胞膜細(xì)胞壁莢膜（4）.核區(qū)

原核、類核或染色質(zhì)區(qū)處于細(xì)胞質(zhì)中部的絮狀的區(qū)域。含一個染色體及質(zhì)粒。附加體：附著在染色體的質(zhì)粒。功能：細(xì)菌遺傳信息的物質(zhì)基礎(chǔ)。成分：貯藏物、酶類、質(zhì)粒等。核糖體：直徑10nm，沉降系數(shù)為70s的顆粒，由核糖核酸(RNA)和蛋白質(zhì)組成。功能：蛋白質(zhì)合成場所第36頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2、細(xì)菌的特殊結(jié)構(gòu)糖被

S層鞭毛菌毛性毛芽孢第一節(jié)細(xì)菌第37頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（1）糖被：包被于某些細(xì)菌細(xì)胞壁外的一層厚度不定的膠狀物質(zhì)。糖被按其有無固定層次、層次厚薄又可細(xì)分為莢膜、微莢膜、粘液層和菌膠團(tuán)。A莢膜(capsule):細(xì)菌分泌的一層包繞在細(xì)胞壁外的黏液性物質(zhì)。1、化學(xué)組成——多糖（少數(shù)為多肽）2、形成：體內(nèi)或在含大量血清或糖的培養(yǎng)基上3、染色：不易著色。莢膜：邊界清楚，厚度大于0.2μm雙球菌的莢膜第38頁,共78頁，2024年2月25日，星期天肺炎球菌產(chǎn)氣莢膜桿菌4、莢膜的功能（1）抗吞噬作用（2）黏附作用（3）抗有害物質(zhì)的殺傷作用第39頁,共78頁，2024年2月25日，星期天B.微莢膜(microcapsule)：

在細(xì)胞壁外的莢膜物質(zhì)厚度不到200nm，而且與細(xì)胞結(jié)合比較緊，稱為～。微莢膜用光學(xué)顯微鏡看不到，但可用血清方法證實它的存在,很容易被胰蛋白酶消化。C.粘液層(slimelayer)

在細(xì)胞壁外的粘液狀物質(zhì)很疏松，沒有邊緣的向四周擴散，使培養(yǎng)基變粘，這類粘物質(zhì)稱～。第40頁,共78頁，2024年2月25日，星期天D.菌膠團(tuán)(zoogloea)：

莢膜互相連在一起，內(nèi)含幾個菌體，稱為～。菌膠團(tuán)第41頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（2）S層

是一層包圍在原核微生物細(xì)胞壁外、由大量蛋白質(zhì)或糖蛋白亞基以方塊形或六角形方式排列的連續(xù)層，類似于建筑物的地磚。（3）鞭毛A形態(tài)特征鞭毛是從細(xì)胞膜內(nèi)長出，穿過壁伸出體外，形成細(xì)長的絲。細(xì)菌鞭毛的電鏡照片弧菌鞭毛的電鏡照片第42頁,共78頁，2024年2月25日，星期天B、功能：細(xì)菌細(xì)胞運動的器官。1、是細(xì)菌的運動器官，使細(xì)菌游向營養(yǎng)物質(zhì)，而逃離有害物質(zhì)；2、有些鞭毛與細(xì)菌的致病性密切相關(guān)。3、可籍鑒定細(xì)菌及對細(xì)菌分類。

C、原核微生物鞭毛的構(gòu)造：（自習(xí)部分）第43頁,共78頁，2024年2月25日，星期天D、根據(jù)鞭毛的數(shù)量和部位，鞭毛菌分四類：1、單毛菌3、叢毛菌2、雙毛菌4、周毛菌雙毛菌雙毛菌第44頁,共78頁，2024年2月25日，星期天功能：是細(xì)菌的粘附結(jié)構(gòu)，可與宿主細(xì)胞表面受體結(jié)合，是細(xì)菌感染的第一步，所以與菌毛結(jié)合的特異性決定了宿主感染的易感部位。細(xì)菌菌毛(BacterialPili)(4)、菌毛（菌須）

形態(tài)特征

是一種長在細(xì)菌體表的纖細(xì)、中空、短直且數(shù)量較多的蛋白質(zhì)類附屬物，具有使菌體附著于物體表面上的功能。特點：短、細(xì)、硬、多第45頁,共78頁，2024年2月25日，星期天性菌毛Conjugation(Sex)Pilus

（5）、性菌毛(sexpilus)

僅見于少數(shù)G-菌，一般僅1-4根，比普通菌毛長而粗。有性菌毛的細(xì)菌為F+菌，否則為F-菌（Fertility編碼）。第46頁,共78頁，2024年2月25日，星期天接合（conjugation）

F+菌與F-菌相遇，F(xiàn)+菌的性菌毛與F-菌的性菌毛受體結(jié)合，F(xiàn)+菌體內(nèi)的質(zhì)?；蛉旧wDNA可通過中空的性菌毛進(jìn)入F-菌體內(nèi)，這個過程稱接合。F+菌F-菌F+菌F-菌F+菌F+菌第47頁,共78頁，2024年2月25日，星期天(6)、芽孢在一定的生長階段，細(xì)菌胞內(nèi)形成一個球形或卵形的、具有厚壁構(gòu)，并處于休眠狀態(tài)的物質(zhì)，這種物質(zhì)稱為芽孢。功能：抵抗逆境類型：大小、著生部位細(xì)菌芽孢的各種類型左：端位；中：近端位；右：中央位枯草桿菌營養(yǎng)細(xì)胞和芽孢囊超薄切片電鏡照片第48頁,共78頁，2024年2月25日，星期天芽孢結(jié)構(gòu)、形成1、形成條件：芽孢的形成是由芽孢形成基因決定的，在動物體外，且一般為環(huán)境條件惡劣時形成。第49頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（7）、伴孢晶體（parasporalcrystal）

少數(shù)芽孢桿菌，例如蘇云金桿菌(Bacillusthuringiensis)在其形成芽孢的同時，會在芽孢旁形成一顆菱形或雙錐形的堿溶性蛋白晶體——δ內(nèi)毒素，稱為伴孢晶體。

特點：不溶于水，對蛋白酶類不敏感；容易溶于堿性溶劑。

伴孢晶體對200多種昆蟲尤其是鱗翅目的幼蟲有毒殺作用——細(xì)菌殺蟲劑。（生物農(nóng)藥）第50頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（三）、細(xì)菌的繁殖

二分裂

1、裂殖：不等二分裂三分裂復(fù)分裂2、芽殖：是指在母細(xì)胞表面先形成一個小突起，待其長大到與母細(xì)胞相仿后再相互分離并獨立生活的一種繁殖方式。細(xì)菌最主要的繁殖方式是二分裂，就是在細(xì)菌細(xì)胞生長到一定階段時，一分為二，由一個細(xì)胞變成兩個子細(xì)胞。第51頁,共78頁，2024年2月25日，星期天菌落特征：大小、形狀、隆起形狀、邊緣和表面狀況、顏色、黏度、硬度、透明度等.第一節(jié)細(xì)菌1、細(xì)胞的群體形態(tài)（菌落形態(tài)、斜面菌苔、液體培養(yǎng)形態(tài)）（1）菌落：微生物單細(xì)胞在平板培養(yǎng)基上生長繁殖，形成肉眼能看到的，具有一定形態(tài)特征的群體。二、細(xì)菌的群體形態(tài)第52頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（2）菌苔：在斜面培養(yǎng)基上劃線接種，培養(yǎng)3-5天形成的培養(yǎng)物。菌苔特征：隆起形狀、表面形狀、表面光澤、質(zhì)地、顏色等。第53頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（3）液體培養(yǎng)：培養(yǎng)1-3天后，觀察液體培養(yǎng)基表面生長狀態(tài)。培養(yǎng)特征：混濁程度，沉淀形態(tài)，有無氣泡、顏色等。反映微生物與氧氣的關(guān)系第54頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)放線菌

放線菌：介于細(xì)菌與絲狀真菌之間而又接近于細(xì)菌的一類多核單細(xì)胞的絲狀原核生物。主要呈菌絲狀生長和以孢子繁殖的陸生性較強的原核生物。細(xì)胞結(jié)構(gòu):無細(xì)胞器,無核膜形態(tài)：無隔菌絲體細(xì)胞組分：細(xì)胞壁含磷壁酸基本特征第55頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（一）放線菌的形態(tài)結(jié)構(gòu)

依據(jù)分布和功能分類基內(nèi)菌絲氣生菌絲孢子絲0.2-0.8μm1-1.4μm第56頁,共78頁，2024年2月25日，星期天不同類型的孢子絲灰色鏈霉菌的直形孢子鏈玫瑰花鏈霉菌能登亞種的螺旋形孢子鏈（下）第57頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（二）放線菌的菌落特征③放大鏡下可見菌落外圍具輻射狀菌絲。①菌落相對于其它細(xì)菌來說較小；②菌落質(zhì)地致密，表面光平或有皺折；第58頁,共78頁，2024年2月25日，星期天A：諾爾斯氏鏈霉菌B：皮疽諾卡氏菌；C：酒紅指孢囊菌

D：游動放線菌；E：小單胞菌F：皺雙孢馬杜拉放線菌

第59頁,共78頁，2024年2月25日，星期天A：卡特利鏈霉菌；B：弗氏鏈霉菌；C：吸水鏈霉菌金淚亞種；D：卡那霉素鏈霉菌；E：除蟲鏈霉菌；F：生磺酸鏈霉菌產(chǎn)抗生素的放線菌第60頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（三）放線菌的繁殖方式無性繁殖凝聚分裂橫隔膜分裂孢囊孢子無性孢子菌絲斷裂第61頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（三）放線菌的繁殖方式

在氣生菌絲頂端膨大成孢子囊，囊中形成孢子。1、孢囊孢子鏈孢囊菌屬第62頁,共78頁，2024年2月25日，星期天2、橫隔孢子（節(jié)孢子、粉孢子）氣生菌絲橫隔分裂形成。第63頁,共78頁，2024年2月25日，星期天3、分生孢子在氣生菌絲頂端形成成串或單個孢子。第64頁,共78頁，2024年2月25日，星期天（四）放線菌代表屬鏈霉菌屬諾卡菌屬小單孢菌屬代表屬第65頁,共78頁，2024年2月25日，星期天放線菌與人類的關(guān)系：

放線菌與人類的關(guān)系極為密切。人們到醫(yī)院去看病，醫(yī)生根據(jù)病人的病因，往往開些鏈霉素、土霉素、四環(huán)素、氯霉素、紅霉素、慶大霉素等抗生素藥物，這些抗生素藥物都是放線菌為我們制造的。至今從微生物中發(fā)現(xiàn)了幾千種抗生素，其中2/3是由放線菌產(chǎn)生的。有些放線菌還用于生產(chǎn)維生素和酶制劑、處理污水等。所以，雖然有幾種放線菌引起人、動物、植物的疾病，如引起人的皮膚和肺部得病，但大多數(shù)放線菌卻對防治人、畜和植物的病害立下了豐功偉績。第66頁,共78頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)藍(lán)細(xì)菌

一類含有葉綠素、具有放氧性光合作用的原核微生物，最大特點是含有光合色素與蛋白，能進(jìn)行光合作用，釋放氧氣，自養(yǎng)菌。它的發(fā)展使整個地球大氣從無氧狀態(tài)發(fā)展到有氧狀態(tài)，孕育了一切好